Lisboa Julio 2013, Miguel A. De la Fuente Jornadas ... · PDF filePRUEBA DE EFECTIVIDAD MECÁNICOS 1. ... Método del Hidrógeno Equivalente ON ON A A H M DETERIORO DEL ACEITE - PAPEL

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Jornadas TécnicasDiagnóstico / Ensayos básicos

Lisboa Julio 2013, Miguel A. De la Fuente

Mecánico Térmico

Dieléctrico

CortocircuitoSobreintensidad

Defectos

refrigeración.

Defectos incipientes

Sobretensiones

Falta nivel aceite

React. dispersión

FRA

Capacidad

Corriente excitación

DGA

Análisis papel

Termografía

Relación / Resistencia Aislamiento/ Resistencia de Devanados

Cau

saTi

po

efec

to

Dia

gnós

tico Análisis aceite

C & Tan delta

FDS /DFR

Medida DP

Diagnóstico de transformadores

Métodos de DiagnósticoTécnicas de Diagnóstico más importantes para Transformadores

PROBLEMAS TÉCNICAS DE DAGNÓSTICO CONDICIONESEQUIPO

ESTADOTÉCNICA

PRUEBA DEEFECTIVIDAD

MECÁNICOS

1. Corriente de excitación2. Impulso de baja tensión3. Análisis de respuesta de frecuencia4. Medida de la inductancia de fuga5. Capacidad

OFF-SOFF-SOFF-SOFF-SOFF-S

AAAAA

MLH

M/HH

TÉRMICOS

ANÁLISIS DE GASES EN EL ACEITE6. Cromatografía de gases7. Método del Hidrógeno Equivalente

ONON

AA

HM

DETERIORO DEL ACEITE - PAPEL8. Cromatografía líquida ( Método de descarga parcial)9. Análisis de furánicos

ONON

BB

M/HM/H

DETECCIÓN DE PUNTO CALIENTE10. Sensores invasivos11. Termografía infrarroja

ONON

BA

LH

DIELÉCTRICOS

ANÁLISIS DE ACEITE12. Humedad, resistencia eléctrica, resistividad etc.

ON A M

13. Relación de transformación OFF-S A L

MEDIDA DP14. Método ultrasonido15. Método eléctrico

ONON

BB

M / HM / H

16. Factor de Potencia y Capacidad17. Respuesta Frecuencia Dieléctrica

OFF-SOFF-S

AA

HH

[1] OFF-S = equipo fuera de servicio in-situ, OFF-L = equipo fuera de servicio en laboratorio, ON = equipo en servicio[2] A = aplicación general, B = fase de desarrollo

[3] H = alta, M = media, L = baja

Diagnóstico de TransformadoresHerramientas Generales de Diagnóstico

Ensayo de resistencia de bobinas

n Medida de la resistencia de los conductores en las bobinas deltransformador. Se aplica una corriente continua menor del 15% de la In.

n La resistencia se verá afectada si existen espiras cortadas, conexionessueltas en bornas y/o cambiador de tomas o pletinas/conductores rotos.

n Corrección por Temperatura:

)()(

CTempWindingCFCTCFRR o

MCT +

+´=

RCT = Resistencia corregida

CF = 234.5 para bobinas de cobre; 225 parabobinas de aluminio (IEEE C57.12.90)

CF = 235 para bobinas de cobre; 225 para bobinasde aluminio (IEC 60076-1)

CT = 75 para trafos de aumento 55°C; 85 paratrafos de aumento 65°C

RM = Resistencia medida

POSIBLE CRITERIO DE ACEPTACION

La medida debe presentar una desviación máxima del 2%sobre el valor de referencia en el protocolo de ensayo en

fábrica o entre fases.

Desviaciones superiores pueden indicar cortos, conexionessoldadas o deficiente resistencia de contacto en regulador.


Ensayo de resistencia de bobinas

§ Contactos sucios o envejecidos

§ Verificación tras limpieza/sustitución de partes defectuosasW Winding Resistance measurement (20°C Correction)

450,0

500,0

550,0

600,0

650,0

700,0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Taps

mO

hm

Factory 1981

W Tap Up 1...19

W Tap Up 19...1W Winding Resistence (20º Ref)

450,0470,0490,0510,0530,0550,0570,0590,0610,0630,0650,0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Taps

Res

ista

nce

[mW]

Factory 1981W Tap Up 1…19W Tap Down 19…1

Antes

Después


Ensayo de relación de espiras/transformación (TTR)

EsEp

NsNpr ==

r = relación de tensión

E = tensión circuito abierto

N = número de espiras

p = primario

s = secundario

CRITERIO ACEPTACION NORMAL

IEEE 62: La medida debe presentar unadesviación máxima del 0.5% sobre la

relación teórica.

CEI 076: La medida debe presentar unadesviación máxima del 0.5% sobre la

relación teórica o 0.1 la Zcc para esa toma.

Desviaciones superiores pueden indicarcortos entre espiras, circuitos abiertos,

problemas de conexión o fallos enregulador.


Resistencia del aislamienton El ensayo de resistencia del aislamiento (Megger) determina la resistencia

del sistema aislante a las fugas de corriente.

n Para la medida se emplea un equipo de CC de hasta 10 kV. La cuba y elnúcleo deben estar conectados a tierra. Las medidas se toman entre cadabobinado y el resto puestos a tierra (AT+BT/Tierra, AT/Tierra+BT,BT/AT+Tierra).

n La medición se hace a 1 minuto tras aplicar la tensión.

n La relación R60 : R15 (Iabs) está normalmente en el rango 1,2 – 3.

n La medida depende de la tensión aplicada y la Tª, por lo que paracomparar con futuras medidas conviene registrar estos datos.


Resistencia del aislamiento - Consideraciones

n Precauciones de ensayon Parar el ensayo si la medida fluctúa ampliamente

n No hacer el ensayo en transformadores bajo vacío

n Tras el ensayo, poner a tierra todos los terminales para asegurar ladescarga de los mismos.

n Índice de polarización (PI)n Relación R10min/R1min

n Si existe humedad, la resistencia de aislamiento bajará con el tiempo

n Criterio de aceptación:n PI<1: Resultado no satisfactorio

n PI>2: Buen estado


Medición de la resistencia del aislamiento del núcleo

n Normalmente en transformadores de columnas, las láminas del núcleoestán aisladas y el núcleo está unido a tierra en un único punto.

n La medida de la resistencia del aislamientopermite estudiar conexiones a tierraaccidentales que pueden resultar en lacirculación de corrientes si existe más deuna conexión núcleo – tierra.

n Como resultado pueden aparecer puntos calientes en el núcleo yestructuras metálicas cercanas.

n Estos puntos calientes se pueden detectar por DGA.


Ensayo de factor de potencia del aislamiento

n El factor de potencia (o de disipación) determina el estado del aislamientoentre bobinados y entre bobinados y cuba+núcleo.

n Una diferencia en la capacidad indicaría una deformación de la parte activa.

n Existen tres modos de ensayo:n Ensayo con equipo aislado de tierra (UST)

n Ensayo con equipo conectado a tierra (GST)

n Ensayo con equipo conectado a tierra, modo guarda (GST/g)

n En los analizadores automáticos, el factor de potencia se calcula a partir dela corriente medida y la pérdida de vatios registrada en el equipo.


Ensayo de factor de potencia del aislamiento–Principio Básico

c

R

t

R

IIII

=

=

d

j

tan

cos

Cuando d es muy pequeño (<1º) y j es muy parecido a 90º, el factor depotencia (cosj) es prácticamente igual al factor de disipación tgd.

100)()(

)(×

×=

AIVUWPPF


Valores Típicos

Factor de potencia de aislamiento de AT a tierra ensistemas representativos con buen aislamiento

Ensayo factor de potencia aislamiento


DiagnósticoDiagnóstico de factor de potencia para transformadores de potencia rellenos de aceite

Ensayo factor de potencia aislamiento

Lectura de Factor de Potencia Posible estado del aislamiento

≤0.5% Bueno

>0.5% PERO ≤0.7% Deteriorado

>0.7% PERO ≤1.0% (y aumento) Investigar

>1.0% Malo

QUE HACER SI C/PF ES MALO?

Es necesario realizar ensayos complementarios, típicamente:

Respuesta en frecuencia FRA

Respuesta dieléctrica en frecuencia DFR

Ensayos Tip-Up


Ensayos Factor Potencia Tip Up

n Ensayo C/PF a diferentes niveles de tensión (p.e. 2 y 10kV)

n Típicamente se realiza sobre la sección aislante cuyo factor depotencia es sospechoso.

n Si la medida de FP se mantiene constante con la tensión, el problemaserá típicamente relativo a humedad y/o contaminación por elementospolares.

n Si el FP aumenta con la tensión, existe una alta probabilidad decontaminación iónica o carbonización de componentes, tanto aceitecomo papel. En el caso de trafos secos, sería síntoma de microhuecosen el sistema aislante.


Ensayos de corriente de excitación

n Pueden identificar problemas asociados al núcleo fundamentalmente(chapas cortadas, juntas defectuosas) o a las bobinas (espirascortocircuitadas o en circuito abierto, conexiones defectuosas,problemas en el cambiador de tomas).

n La corriente de excitación de un transformador es la corrienteconsumida por la máquina aplicando tensión a sus terminalesprimarios con los secundarios abiertos (o viceversa).

n Es importante realizar los ensayos de corriente de excitación antes decualquier prueba en CC, pues esta última puede dejar magnetizado elnúcleo, con el consiguiente efecto sobre la corriente de magnetización.

Termografía de terminal de borna sobrecalentado

Análisis por Termografía Infrarroja


Termografía de banco radiador bloqueado

Análisis por Termografía Infrarroja


¿Preguntas?

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